CZ20041104A3 - Zpusob prumyslového zpracování fermentovaných bioodpadu - Google Patents

Abstract

Resení se týká prumyslového zpracování fermentovaných bioodpadu zivocisné výroby, jako jsou drubezítrus, drubezí podestýlka, kejda prasat, hovezí hnuj, mocuvka, a rostlinné výroby, jako slámy obilovin nebo technických plodin, napríklad repkové slámy, nebo raseliny, na tvarované organominerální hnojivo. 100 hmotnostních dílu smesi fermentovaných bioodpadu o susine v rozmezí 30 az 70 % hmotnostních se smísí s 0,5 az 10 hmotnostními díly bentonitu, nacez se vzniklá smes adjustuje do pytlu, nebo lisuje do granulí, nebo balíku.

Description

Předmětem vynálezu je způsob průmyslového zpracování fermentovaných bioodpadů na tvarované organominerální hnojivo, které se snadno dopravuje i na velké vzdálenosti.

Dosavadní stav techniky

V průběhu fermentace směsi bioodpadů s jejich denním automatickým překopáváním ve fermentaěním žlabu dochází k ohřívání fermentaění směsi až na teplotu ÓO až 70 °C, které je provázeno intensivním odparem vody. Za těchto podmínek dochází ve fermentaěn ním žlebu k rychlému rozvoji aerobních mikroorganismů, kdy první fáze aerobní fermentace, vyznačující se vysokou biologickou aktivitou, je charakterizována především vysokým stupněm humifikace.

Po tří až sedmidenní aerobní fermentaci dochází k útlumu biologi/ké aktivity, kdy výsledným produktem je rychlokompost jako stabilní organominerální hnojivo. Vzniklý rychlokompost je buď ukládán na zpevněnou plochu, kde v druhé fázi dochází k dozrývání kompostu, v němž již převládají chemické procesy, nebo je rychlokompost dále dosoušen až na obsah vody cca 15 % hmotn., který je vhodný pro granulování na různých typech granulátorů na granule o průměru 3 až 20 mm.

Granulování dosušeného rychlokompostu je technologicky velmi náročný proces, spojený s vysokými provozními i investičními náklady. Vzhledem k tomu, že dosoušení rychlokompostu v různých typech sušáren, s následným energeticky velmi náročným granulováním, představuje ekonomicky velmi náročný způsob průmyslového zpracování bioodpadů na organominerální hnojivo, stalo se snižování provozních i investičních nákladů při výrobě tvarovaných organo,minerálních hnojiv prvořadým cílem tohoto vynálezu.

Podstata vynálezu

Vytčeného cíle bylo dosaženo. Podstata způsobu průmyslového zpracování směsi fermentováných bioodpadů na tvarované organo♦ · • · · · '· · · · · · • · ··· · · · · · · ····

·..· ..· .:. .:. *··* :

- 2 minerální hnojivo spočívá podle vynálezu v tom, že se 100 hmotnostních dílů směsi fermentováných bioodpadů živočišné výroby, jako jsou drůbeží trus, drůbeží podestýlka, kejda prasat, hovězí hnůj, močůvka, a rostlinné výroby, jako slámy obilovin nebo technických plodin, například řepkové slámy, nebo rašeliny, o sušině v rozmezí 30 až 70 % hmotnostních smísí s 0,5 až 10 hmotnostními díly bentonitu, načež se vzniklá směs adjustuje do pytlů, nebo nasuje do granulí, nebo balíků.

Při provádění vynálezu se postupuj© tak, že se fermentovaná směs po ukončení biologické fázo aerobní fermentace homogenizujo se sorbentem - bontonitom v aplikátoru sorbentu, v němž při zvýšeném počtu otáček míchacího zařízení a zvýšeném tlaku vzduchu dochází k sorpci volé vody na sorbent a tím ke zvýšení biologické stability organominerálního hnojivá i při vyšším obsahu vázané vody. Tak například 1 g bentonitu může vázat až 20g volné vody na stabilní gél, který má výborné hnojivé vlastnosti, přičemž nasákavost bentonitu je postupná. Intenzivní sorpce vody nastává během prvních 10 až 15 minut. V průběhu dalších 40 až 5© minut po smíchání pokračuje sorpce vody s postupně se snižující měrou. Po jodnohodinovém působení zbývá cca 10 % volné kapacity prakticky využitelné nasákavosti bentonitu.

Jak již bylo uvedeno shora, bontonit se podle vynálezu aplikuje až po ukončení první fáze biologické aktivity aerobní fermentace, tj. až po stabilizaci získaného rychlokompostu, kdy dochází ke zvýšení stability humusového podílu, a kdy již nemůže být nepříznivě ovlivněn odpař vody. Při vhodném hmotnostním poměru bentonitu k biologicky stabilnímu rychlokompostu lze získat sypký materiál, vhodný k lisování do balíků na různých typech lisů.

Výhodou použití bentonitu jako sorbentu jo rovněž to, že bentonit působí v procesu provádění vynálezu jako vhodný desodorizační prostředek, který váže různé nežádoucí páchnoucí příměsi.

Při sorpoi volné vody ve směsi fermontováných bioodpadů s bontonitom vzniká velmi lohco manipulovatelná hmota, která má zvýšené pojivové vlastnosti. Lehká manipulovatolnost fermentovaných bioodpadů nastává již při obsahu 55 hmotnostních sušiny ve výsledném produktu. Získaná směs může být s výhodou lisována například pomocí palotizovacích lisů do balíků i při vyšším obsahu vázané vody, zatímco při lisování formentováných bioodpadů pomocí ·· ·· • · · · • · · · • · ···

·· · · granul a ční ch. lisů je nutno směs dosoušet na různých typech sušáren až na obsah sušiny cca 85 % hmotnostních.

Vzhledem k tomu, že při aerobní fermentaci bioodpadů živočišné výroby, především jako zdroje dusíku, je zapotřebí poměrně značné množství nasávacího materiálu - slámy obilovin nebo technických plodin, a to především jako nasávacího materiálu se zaměřením na vytvoření aerobního prostředí, ale také jako zdroje uhlíku se zaměřením na získání vhodného úživného poměru uhlíku k dusíku C/N, který je nezbytný pro urychlenou desodorizaci směsi bioodpadů v průběhu aerobní fermentace a jehož optimální hodnota činí 15 až 20, jeví se sláma jako jeden ze základních ekonomických ukazatelů, který rozhodující měrou ovlivňuje ovlivňuje celý proces aerobní fermentace bioodpadů. Z uvedených důvodů je proto výhodná náhrada značné části slámy jako nasávacího materiálu separovanou tuhou frakcí kejdy prasat, která při použití vhodných typů separátorů může obsahovat až 35 hmotnostních sušiny a která obsahuje poměrně menší část dusíkatých látek, zatímco převážná část dusíkatých látek zůstává během separace ve fugátu, tj. v tekuté části kejdy prasat. Tuhá frakce kejdy prasat je proto velmi vhodným materiálem, který může do značné míry nahradit slámu především jako zdroj uhlíkatých látek.

Uvedený způsob použití je proto vhodný především v podnicích se současnou výrobou vepřového masa a drůbeže, kde při zpracování drůbežího trusu na organominerální hnojivo je současně zpracovávána část kejdy prasat. Postupuje se při tom tak, že se ke 100 hmotnostním dílům separované tuhé frakce kejdy prasat o sušině 15 až 35 % hmotnostních přidává drůbeží trus o sušině 12 až 3θ % hmotnostních v množství, zaručujícím po přidání řezané slámy ke směsi v množství odpovídajícím v přepočtu na její sušinu alespoň polovině sušiny tuhé frakce kejdy prasat, dosažení optimálního úživného poměru C/N fermentaění směsi v rozmezí hodnot 10 až 25.

Při použití tuhé frakce kejdy prasat v průběhu přípravy organominerálních hnojiv z drůbežího trusu může být spotřeba řezané slámy v průběhu výroby těchto hnojiv snížena až na jednu třetinu. Uvedený způsob je proto vhodný předevěím v podnicích s nedostatkem slámy obilovin nebo technických plodin, kdy dochází současně ke snížení výrobních nákladů při výrobě uvedených hnojiv. Za těchto podmínek musí se však ke směsi tuhé frakce kejdy prasat s drů·· ·· • · · · • · · · • · ··· • · · ·· · běžím trusem přidávat minimální množství řozaně slámy, asi jedna třetina původního množství slámy, pomocí níž je vytvářeno kypré prostředí s dostatečným množstvím vzduchu, nezbytného k vytvoření aerobního prostředí alespoň pro období prvých 24 hodin. Po této době musí být aerobní prostředí obnoveno denním překopáváním formontovaného materiálu.

Při aerobní formentaci hioodpadů o optimálním výživném poměru C/N, který jo cca 15 až 20, získá se organominerální hnojivo o obsahu dusíkatých látok do 4 % hmotnostních dusíku. Získané formentované bioodpady mohou být po aerobní fermentaci dálo zpracovávány na depozitní organominerální hnojivo se zvýšeným obsahem dusíku, a to na celkový obsah dusíku až 12% hmotnostních. Získané depozitní organominerální hnojivo so vyznačuje zvýšenou vazbou dusíkatých látok na přítomné humínové látky, vytvořené v průběhu aerobní fermentaco. Takovéto organominerální hnojivo so podle vynálezu připraví tak, že so 100 hmotnostních dílů směsi formentovaných hioodpadů před adjustací promísí s přídavkem 1 až 12 hmotnostních dílů močoviny.

Při zpracování f ormentovaných. hioodpadů podle vynálezu pomocí absorpce volné vody po aerobní fermentaci a následném tvarování do balíků pomocí lisů snižují se výrobní náklady na přípravu ekologicky nezávadného organominerálního hnojivá ve srovnání so zpracováním formentovaných hioodpadů dosoušením v sušárnách s následnou granulací na granulačních lisech téměř na desetinu. Současno dochází i ke značnému snížení investičních nákladů.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1 t řezané slámy o sušině 70 % hmotn. se smíchá s 10 t drůbežího trusu o sušině 25 % hmotn. a 5 t kojdy prasat o sušině 5 % hmotn. a získaná směs o sušině 39 % hmotn. se naskladnujo do formentačního žlabu, v němž probíhá při denním automatickém přokopávání aerobní fermentaco, v jejímž průběhu dochází k samovolnému zahřívání formentováného materiálu při současném odparu značného množství vody. Po 5 dnech aerobní fermentaco so fermentovaný materiál o sušině 55 % hmotn. vyskladňujo z formontačního žlabu pomocí vybírací frézy na pásový dopravník, kte• ·· · 4 4 · · * · ···· · · 4 4 4 4 • 4···· · · · · 44444 ·..· ..· .:. .:. ···· ¹

- 5 rým je fermentovaný materiál kontinuálně dávkován do aplikátoru sorbentu, do nějž se současně průběžně nadávkuje 70 kg bentonitu. V aplikátoru sorbentu dochází ve vířivém proudu vzduchu k dokonalému směšování bentonitu s fermentovaným materiálem, který je ukládán na zpevněnou plochu. V uložené směsi probíhá postupně sorpce volné vody na bentonit, který se mění na stabilní gél s výbornými pojivovými vlastnostmi. Po jednodenním uložení je směs lisována pomocí paketovacích lisů do biologicky stabilních balíků organominerálního hnojivá o rozměrech 620 x x /(-00 x 500 mra.

Příklad 2 t separované tuhé frakce kejdy prasat o sušině 25 $ hmotn. se smísí s 10 t slámy obilovin o sušině 80 % hmotn. a s 10 t fugátu kejdy prasat o sušině 3 % hmotn., čímž se získá směs o sušině 36 % hmotn.. Získaná směs se v průběhu procesu fermentace vysuší na obsah sušiny 65 % hmotn. a poté se k ní přidá 90 kg bentonitu. Po dokonalém promísení se směs granuluje na granule o průměru 3 až 20 mm a balí.

Příklad 3 t řezané slámy obilovin o sušině 82 % hmotn. se smíchá s 10 t kejdy prasat o sušině 6 % hmotn., čímž se získá směs o sušině 4Ů % hmotn., která se dále zpracuje způsobem uvedeným v příkladě 1. Ke směsi fermentovaných bioodpadů o sušině 65 % hmotn. se přidá 360 kg bentonitu. Po jednodenním uložení na zpevněné ploše se směs pytluje. Získá se sypké stabilní organominerální hnoj ivo.

Příklad 4 t separované tuhé frakce kejdy prasat o sušině 3θ % hmotn. se smísí s 8 t drůbežího trusu o sušině 15 % hmotn. a 2 t řezané slámy obilovin o sušině 80 % hmotn., čímž se získá směs o sušině 29 % hmotn. a úživném poměru C/N 19· Získaná směs se dále zpracovává aerobní fermentací podle příkladu 1, čímž se získá směs fermentovaných bioodpadů o sušině 5θ % hmotn., ku které se přidá • · • φ · φ φφφφ φφ φφ · φ • · φ φ ·· ·· • · · φ φ * • φ φφφ φ φ · • · φ · · ·· ·· φφφ ···

- 6 58 kg bentonitu. Směs se po jednodenním uložení na zpevněné ploše lisuje pomocí paketovacího lisu na balíky stabilního organominerálního hnojivá o rozměrech 300 x 700 x 500 mm.

Příklad 5 t řezané řepkové slámy o sušině 80 % hmotn. se smíchá s 10 t moěůvky o sušině 2 % hmotn. a s 10 t hovězího hnoje o sušině 30 % hmotn., čímž se získá směs o sušině 37>3 % hmotn. Získaná směs se dále zpracuje způsobem uvedeným v příkladě 1. Po ukončení fermentace se k fermentaění směsi o sušině 61 % hmotn. přidá 137 kg bentonitu a 374 kg močoviny. Po jednodenním uložení na zpevněné ploše se směs lisuje pomocí paketovacího lisu do balíků depozitního organominerálního hnojivá se zvýšeným obsahem dusíku o rozměrech 620 x 400 x 400 mm, které jsou biologicky stabilní.

• 9 9«

9 9 9

9 9 · • 9 999 9

9 9

99

T.V Aí>a <j

9 9 *9 *•9 9 9999

9 9 9

999 99 9

Claims (3)

1. Způsob průmyslového zpracování směsi fermentovaných bioodpadů na tvarované organominerální hnojivo, vyznačující se tím, že se 100 hmotnostních dílů směsi fermentováných bioodpadů živočišné výroby, jako jsou drůbeží trus, drůbeží podestýlka, kojda prasat, hovězí hnůj, močůvka, a rostlinné výroby, jako slámy obilovin nebo technických plodin, například řepkové slámy, nebo rašoliny, o sušině v rozmezí 30 až 70 % hrnotn. smísí s 0,5 až 10 hmotnostními díly bontonitu, načež se vzniklá směs adjustujo do pytlů, nobo lisuje do granulí, nebo balíků.

2. Způsob podlo nároku 1, vyznačující so tím, ž o se ku 100 hmotnostním dílům separované tuhé frakce kejdy prasat o sušině 15 až 35 % hrnotn. přidává drůbeží trus o sušině 12 až 30 hrnotn. v množství, zaručujícím po přidání řezané slá*· my ke směsi v množství odpovídajícím v přepočtu na její sušinu alespoň polovině sušiny tuhé frakce kejdy prasat, dosažení optimálního úživného poměru C/N fermentační směsi v rozmezí hodnot 10 až 25·

3. Způsob podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že

100 hmotnostních dílů směsi fermentovaných bioodpadů se před adjustací promísí s přídavkem 1 až 12 hmotnostních dílů močoviny.